DK145566B - PROCEDURE FOR IMPROVING THE QUALITY, INSIDE THE SURFACE QUALITY, OF METAL ARTICLES AND APPARATUS FOR EXERCISING THE PROCEDURE - Google Patents

Description

i 145566in 145566

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til forbedring af kvaliteten, især overfladpkvaliteten, af metalgenstande, specielt valsetråde og barrer af legeringer af kobber eller aluminium, ved hvilken man fjerner de zoner, der udviser fejl, samt et apparat til udøvelse af denne fremgangsmåde.The present invention relates to a method for improving the quality, especially the surface quality, of metal objects, in particular, rolls and bars of copper or aluminum alloys, removing the zones of defect, and an apparatus for practicing this method.

Valsning med henblik på at opnå valsetråde eller barrer ud fra emner, der er støbt på et støbehjul, der er lukket af et afkølet bånd eller en afkølet kæde, frembyder ikke særligt store problemer ved rene metaller, såsom aluminium eller kobber, eller ved legeringer med et lavt indhold af andre metaller, såsom aluminium-magnesium-sili-ciumlegeringer af typen A-GS, eller aluminium-magnesium-legeringer indeholdende mindre end 2% magnesium.Rolling in order to obtain rolling threads or bars from articles cast on a castor sealed by a cooled belt or chain does not pose very great problems with pure metals, such as aluminum or copper, or with alloys with a low content of other metals, such as aluminum magnesium silicon alloys of type A-GS, or aluminum-magnesium alloys containing less than 2% magnesium.

Derimod observerer man ved legeringer med et større indhold af andre metaller, såsom aluminium-magnesiumlege-ringer med mere end 2% magnesium, aluminium-kobber-magne-siumlegeringer og aluminium-zink-magnesiumlegeringer med eller uden kobber på det støbte emne og i nærheden af overfladen, der er i kontakt med båndet eller kæden, fejl såsom lunker, omvendte sejgringer og lignende.In contrast, in alloys with a higher content of other metals, such as aluminum-magnesium alloys with more than 2% magnesium, aluminum-copper-magnesium alloys and aluminum-zinc-magnesium alloys with or without copper are observed on the cast and in the vicinity of the surface in contact with the belt or chain, defects such as lids, reverse winches and the like.

Disse fejl skyldes selve støbeproceesen, der foregår ved stor hastighed (mindst 10-15 m/min.) i en form med en cirkulær udeformerbar form: Under størkningen ligger emnet på grund af indskrumpningen op mod hjulet og fjerner sig fra båndet eller kæden. Afkølingen sker således især på siden ind mod hjulet, der i regelen er af kobber og således har en god ledningsevne. Båndet kan på grund af den krumning, som fremkaldes af hjulet, ikke deformeres tilstrækkeligt til at forblive i kontakt med emnet. Dette resulterer på båndsiden i en instabilitet og uregelmæssighed i størkningsfronten, der skaber lunker, der eventuelt når op til overfladen, og omvendte sejgringer, 2 145566 der sommetider er ledsaget af en kornvækst.These errors are caused by the molding process itself, which takes place at high speed (at least 10-15 m / min) in a shape with a circular, non-deformable shape: during solidification, the workpiece lies against the wheel due to shrinkage and removes it from the belt or chain. The cooling thus takes place especially on the side towards the wheel, which is usually of copper and thus has a good conductivity. Due to the curvature caused by the wheel, the belt cannot be deformed sufficiently to remain in contact with the workpiece. This results, on the tape side, in instability and irregularity in the solidification front, which creates lumps that eventually reach the surface, and inverted triumphs, sometimes accompanied by a grain growth.

En let afskrabning af den øvre del af båndsiden af emnet forbedrer i betragtelig grad kvaliteten af tråden eller barren i det tilsvarende område på denne side, men erfaringen viser, at denne forholdsregel er særdeles utilstrækkelig.A slight scraping of the upper part of the ribbon side of the workpiece significantly improves the quality of the thread or bar in the corresponding area on this page, but experience shows that this precaution is extremely inadequate.

Således får den spåntagende bearbejdning ganske vist lunker, der når frem til overfladen, til at forsvinde, men den bevirker ligeledes, at underliggende lunker kommer frem til overfladen.Thus, while the machining process causes the limbs that reach the surface to disappear, it also causes underlying limbs to reach the surface.

Da fordelingen af lunker er tæt, især i nærheden af emnets øverste overflade, forbedrer denne spåntagende bearbejdning ganske vist generelt kvaliteten af tråden ved udgangen fra valsen, men lokalt kommer der stadig revner til syne, samt rester af lunker, som den spåntagende bearbejdning har bragt op til overfladen. Det er således umuligt at opnå et emne, der i det væsentlige er fri for fejl, selv ved en yderligere afskrabning. Således er porøsitetszonerne i nærheden af båndet på visse områder af det støbte emne de centrale porøsitetszoner.Since the distribution of lids is dense, especially near the top surface of the workpiece, this machining generally improves the quality of the thread at the exit from the roll, but locally cracks still appear, as well as remnants of lubricants brought by the machining up to the surface. Thus, it is impossible to obtain an item that is substantially free of defects, even with a further scraping. Thus, the porosity zones in the vicinity of the band in certain areas of the cast are the central porosity zones.

Det har nu overraskende vist sig, at hvis man derimod . foretager en spåntagende bearbejdning efter en første valsebehandling, under forudsætning af, at sammentrykningen ved denne første valsning er tilstrækkelig, så fjernes de åbne lunker, der når frem til overfladen, uden at der kommer andre til syne.It has now surprisingly turned out that if, on the other hand. performs machining after a first rolling treatment, provided that the compression of this first rolling is sufficient, then the open grooves that reach the surface are removed without any others appearing.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen, der er af den i krav l's indledning angivne art, er derfor ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende del anførte.The method according to the invention, which is of the kind specified in the preamble of claim 1, is therefore characterized by the characterizing part of claim 1.

3 1455663 145566

Man har fundet endnu en fordel ved at gennemføre den spåntagende bearbejdning efter passagen gennem det første valsestativ: Det er muligt ved valsningen i det første stativ at give emnet en hvælvet form, der har følgende betydning:Another advantage has been found in carrying out the machining after the passage through the first rolling stand: It is possible to give the work in the first frame a vaulted shape which has the following meaning:

Størstedelen af de åbne lunker er koncentreret i den centrale del af emnets båndside, således i den hvælvede del af emnet. Følgelig er det netop dette område, og kun dette, der skal fjernes ved den spåntagende bearbejdning. Den hvælvede form muliggør således en begrænsning af det fjernede område ved den spåntagende bearbejdning til det minimalt nødvendige.The majority of the open lids are concentrated in the central portion of the band side of the blank, thus in the vaulted portion of the blank. Accordingly, it is precisely this area, and only this, that must be removed by the machining. The vaulted shape thus permits the removal of the removed area in the machining to the minimum necessary.

Denne spåntagende bearbejdning af den del af emnet, der er i kontakt med båndet under støbningen mellem det første og andet valsestativ, kan gennemføres med enhver kendt anordning til materialefjernelse.This machining of the part of the workpiece in contact with the belt during the casting between the first and second roll racks can be carried out with any known material removal device.

Det har vist sig, at blandt disse anordninger er appara-tet ifølge krav 3 særligt egnet.It has been found that among these devices the apparatus of claim 3 is particularly suitable.

Apparatet ifølge opfindelsen er derfor ejendommeligt ved det i den kendetegnende del af krav 3 angivne.The apparatus according to the invention is therefore peculiar to the characterizing part of claim 3.

Opfindelsen illustreres nærmere under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor fig. 1 er en illustration af apparatet ifølge krav 3, og fig. 2 er et tværsnit af et emne af en aluminiumlegering, der behandles ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen.The invention is further illustrated with reference to the accompanying drawings, in which fig. 1 is an illustration of the apparatus of claim 3, and FIG. 2 is a cross-section of a blank of an aluminum alloy treated by the process of the invention.

På fig. 1, der er et snit gennem et vertikalt medianplan i forhold til emnet, ses emnet 1, der forlader støbe- 4 145566 hjulet og passerer gennem en første valse med spor, hvis cylindre 2 og 3 fremkalder en vis reduktion af emnet. Ved udgangen fra det første valsepar passerer emnet et andet valsepar 4, hvis cylinderakser er vinkelrette på akserne i det første stativ.In FIG. 1, being a section through a vertical median plane relative to the workpiece, is seen the workpiece 1 leaving the casting wheel and passing through a first roller with grooves whose cylinders 2 and 3 induce some reduction of the workpiece. At the output of the first roller pair, the workpiece passes a second roller pair 4, whose cylinder axes are perpendicular to the axes of the first frame.

Den side af emnet, der på støbetidspunktet er i kontakt med båndet eller kæden til tætning af rillen i hjulet, er forsynet med mærket 5. Mellem det første og andet valsestativ er der anbragt en fræser 6, hvis rotationsakse er vinkelret på den overflade af emnet, der er størknet i kontakt med båndet. Dette skærende værktøj fjerner på båndsiden en tilstrækkelig mængde materiale til at få lunker, små revner og omvendte sejgringer i overfladen til at forsvinde.The side of the workpiece in contact with the belt or chain for sealing the groove in the wheel at the time of casting is provided with the mark 5. Between the first and second roller stands a cutter 6, whose axis of rotation is perpendicular to the surface of the workpiece that has solidified in contact with the tape. This cutting tool removes, on the tape side, a sufficient amount of material to cause lumps, small cracks and inverted surface surges to disappear.

I rillen på et støbehjul af kobber, der er lukket med et bånd, støbes et emne af en aluminiumlegering, hvis tværsnit er vist på vedlagte fig. 2 og forsynet med mærket 1 2 og er af størrelsesordenen 900 mm . Emnet forlader støbehjulet med en hastighed af størrelsesordenen 10 - 12 m/min, og passerer ind i et første valsestativ med spor. Ved udgangen fra denne valse har emnet den på fig. 2, mærket 2, 2 viste form. Dets tværsnit er ca. 725 mm , hvilket svarer til en reduktion på ca. 19,5?ό.In the groove of a copper casting wheel closed with a belt, a workpiece is cast of an aluminum alloy, the cross-section of which is shown in the attached fig. 2 and bearing the mark 1 2 and of the order of 900 mm. The workpiece leaves the castor at a speed of the order of 10 - 12 m / min and passes into a first roller rack with grooves. At the output of this roller, the blank shown in FIG. 2, labeled 2, 2. Its cross section is approx. 725 mm, which corresponds to a reduction of approx. 19.5? Ό.

En sådan reduktionsprocent er tilstrækkelig til at stoppe disse lunker, der er til stede i nærheden af overfladen, men som ikke når frem til denne.Such a reduction percentage is sufficient to stop those nicks present near the surface but which do not reach it.

145566 5145566 5

Den øvre overflade af emnet, der forlader den første valse, er lidt hvælvet, som det ses på fig. 2, og lunker og overfladefejl er koncentreret i denne hvælvede del.The upper surface of the blank leaving the first roller is slightly curved, as seen in FIG. 2, and lumps and surface defects are concentrated in this vaulted part.

Det er således tilstrækkeligt, afhængigt af den anvendte legeringstype, at fjerne metal i en tykkelse på 0,5 - 1 mm, i en bredde på 25 - 30 mm.Thus, depending on the type of alloy used, it is sufficient to remove metal at a thickness of 0.5 - 1 mm, at a width of 25 - 30 mm.

Denne spåntagende bearbejdning sker ved hjælp af en fræser med en diameter på 120 mm, der drejer ved 2860 o/min, og som er forsynet med 12 skærende værktøjer. Man har således en skærehastighed på 1080 m/min, og afhængigt af støbehjulets hastighed og reduktionsforholdet ved den første valse er fremføringen af emnet mellem to værktøjspassager 0,36-0,42 mm. Smøringen sker ved hjælp af en blanding af vand og en opløselig olie. Emnet har en temperatur på ca. 400 °C i skæringsøjeblikket. De afskårne spåner kastes i det væsentlige i samme retning og opsamles i et organ, der er anbragt i nærheden af fræseren.This machining is done by means of a cutter with a diameter of 120 mm, rotating at 2860 rpm and equipped with 12 cutting tools. Thus, it has a cutting speed of 1080 m / min, and depending on the speed of the castor and the reduction ratio of the first roller, the feed of the workpiece between two tool passages is 0.36-0.42 mm. The lubrication is done using a mixture of water and a soluble oil. The workpiece has a temperature of approx. 400 ° C at the moment of intersection. The cut shavings are essentially thrown in the same direction and collected in a member located near the cutter.

Mængden af spåner er 2 - 2,5%, medens man for at fjerne den uregelmæssige zone fuldstændigt ved direkte spåntagende bearbejdning af et emne som vist ved 1 vil have en mængde af spåner af størrelsesordenen 3,5 - 4?ί.The amount of shavings is 2 - 2.5%, while in order to remove the irregular zone completely by direct machining of a workpiece as shown at 1, a quantity of shavings of the order of 3.5 - 4?

Efter den spåntagende bearbejdning føres emnet, der har den med 3 på fig. 2 betegnende form, hen til det andet valsestativ, hvis akse er vinkelret på aksen i det første stativ, hvorved emnets tværsnit får en form, der minder om en cirkel, jfr. 4 på fig. 2.After the machining, the workpiece having the bearing 3 in FIG. 2, to the second roller stand, the axis of which is perpendicular to the axis of the first frame, thereby giving the cross-section of the workpiece a shape resembling a circle, cf. 4 in FIG. 2nd

Det skal bemærkes, at på dette stadium og på alle senere valsestadier kommer der ingen revner til syne i emnet.It should be noted that at this stage and at all later rolling stages no cracks appear in the workpiece.